CN219608846U - 一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压器监测技术领域，尤其涉及一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，包括：第一油气分离单元、第二油气分离单元、气路选择单元和色谱检测单元；所述气路选择单元包括二位三通电磁阀和电磁阀控制模块，所述第一油气分离单元和第二油气分离单元通过所述二位三通电磁阀连通到所述色谱检测单元。利用一套色谱检测单元分时复用完成变压器本体和真空有载开关两个油样的在线检测，解决了两套色谱检测组件成本高而一套则会造成混油的问题，利于监测装置的推广使用。

Description

一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置

技术领域

本实用新型涉及变压器监测技术领域，尤其涉及一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

电力变压器是电力设备中极其重要的设备，其运行的可靠性直接关系到整个电力系统的安全与稳定。有载调压变压器是电力系统变电站中重要的输配电设备，它通过真空有载分接开关的逐级动作，实现对高压输配电电网的有载调压，使工业供电和居民供电的系统电压保持稳定。按照有载调压开关的灭弧介质不同，目前有载调压开关主要有油灭弧有载开关和真空有载开关两种。

为了确保变压器安全运行，杜绝事故的发生，对变压器故障进行诊断就显得尤为重要。现有技术中存在专门针对变压器和真空有载分接开关的远程监测装置，如授权公告号为CN114113384A的实用新型专利涉及一种电力变压器本体与有载分接开关一体化色谱在线监测装置，主要包括变压器本体色谱检测组件、真空有载分接开关色谱检测组件、微处理组件和电源模块。该装置检测的是变压器本体和有载开关内部油样，需要采用两套色谱检测组件实现同时检测，但色谱检测组件成本较高，这种结构大大增加了设备的成本，而如果采用一套色谱检测组件则会造成油路混油。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型实施例的目的是提供一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，以解决两套色谱检测组件成本高而一套则会造成混油的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，包括：第一油气分离单元、第二油气分离单元、气路选择单元和色谱检测单元；所述气路选择单元包括二位三通电磁阀和电磁阀控制模块，所述第一油气分离单元和第二油气分离单元通过所述二位三通电磁阀连通到所述色谱检测单元。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述气路选择单元包括壳体，所述二位三通电磁阀和电磁阀控制模块封装在所述壳体内，所述二位三通电磁阀与所述电磁阀控制模块电性连接，所述二位三通电磁阀设置有第一进气口、第二进气口和出气口，所述第一油气分离单元通过所述第一进气口与二位三通电磁阀连通，所述第二油气分离单元通过第二进气口与二位三通电磁阀连通，所述出气口与所述色谱检测单元连通。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述第一油气分离单元和第二油气分离单元结构相同，对称设置在监测装置中；所述第一油气分离单元包括内置于壳体中的油样采集模块I和油气分离模块I，壳体具有第一进油口和第一出油口，第一进油口连通到所述油样采集模块I，所述油样采集模块I与所述油气分离模块I连通，所述油气分离模块I外接第一气路。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述油样采集模块I包括阀门和壳体，变压器本体和真空有载分接开关的油路管道与第一进油口连接，所述阀门安装在所述油路管道上。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述油气分离模块I通过不锈钢管与所述气路选择单元连通。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述第一油气分离单元还包括过滤模块，所述过滤模块设置在油气分离模块I和第一出油口之间。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述色谱检测单元包括传感器和储气盒，在储气盒开七个口，将七个传感器的探头依次放入储气盒内部，将气体导入储气盒中。

本实用新型的另一优选的实施方式中，还包括微处理单元，所述微处理单元与第一、第二油气分离单元、气路选择单元、色谱检测单元电性连接；所述微处理单元包括数据处理模块和数据传输模块，所述数据传输模块与所述数据处理模块电性连接。

本实用新型的另一优选的实施方式中，还包括电源模块，所述电源模块封装在铝合金外壳中，第一、第二油气分离单元、气路选择单元、色谱检测单元、微处理单元和电源模块电性连接。

本实用新型的另一优选的实施方式中，所述第一、第二油气分离单元、气路选择单元、色谱检测单元、微处理单元和电源模块封装在不锈钢外壳内。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型的监测装置中，用于监测变压器本体的第一油气分离单元和用于监测真空有载分接开关的第二油气分离单元分别独立运行，通过气路选择单元完成两者的分时切换共用一套气体检测单元，实现利用一套色谱检测单元分时复用完成变压器本体和真空有载开关两个油样的在线检测，解决了两套色谱检测组件成本高而一套则会造成混油的问题，利于监测装置的推广使用。

2、本实用新型通过在变压器和真空有载分接开关外部设置监测装置，分时对电力变压器和真空有载分接开关进行监测，预防因未提前发现和补救引起电力故障并造成重大损失；将第一油气分离单元、第二油气分离单元独立设计形成互不干扰的油路，能有效防止电力干扰，杜绝油样流通产生混油，造成监测数据出错和可能导致的误判。

3、进油口和出油口处使用不锈钢管作为油管，其具有优良的耐油、耐热、耐老化性能、承压力高、脉冲性能优越、耐曲绕性和耐疲劳的优点。

4、运用物联网技术将数据接入云平台，实现一体化在线监测装置中数据实时传输，进一步达到运行状态实时监测的目标；通过一体化装置中的数据传输模块，将采集到的数据上传至云平台中，结合人工智能算法进一步处理分析数据，通过相关气体数据从而去判断变压器本体和真空有载分接开关的故障类型，实现实时监测变压器和真空有载分接开关状态的功能。

本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例提供的监测装置整体布置示意图；

图2是本实用新型实施例提供的监测装置的第一油气分离单元示意图；

图3是本实用新型实施例提供的监测装置第二油气分离单元示意图；

图4是本实用新型实施例提供的监测装置的气路选择单元示意图；

图5是本实用新型实施例提供的监测装置的色谱检测单元示意图；

图6是本实用新型实施例提供的监测装置的微处理单元示意图；

图7是本实用新型实施例提供的监测装置的检测流程示意图；

图中：1、第一油气分离单元；2、第二油气分离单元；3、气路选择单元；4、色谱检测单元；5、电源模块；6、微处理单元；11、油样采集模块I；12、油气分离模块I；21、油样采集模块II；22、油气分离模块II；31、三通阀；32、电磁阀控制模块；41、色谱检测单元；42、数据采集模块；61、数据处理模块；62、数据传输模块。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

术语解释部分：本实用新型中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本实用新型的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有的监测装置需要采用两套色谱检测组件实现同时检测，但色谱检测组件成本较高，这种结构大大增加了设备的成本，而如果采用一套色谱检测组件则会造成油路混油，为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置。

如图1-图7所示，本实用新型一实施例中记载了一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，包括：第一油气分离单元1、第二油气分离单元2、气路选择单元3和色谱检测单元4；所述气路选择单元3包括二位三通电磁阀31和电磁阀控制模块32，所述第一油气分离单元1和第二油气分离单元2通过所述二位三通电磁阀31连通到所述色谱检测单元4。

本实用新型的监测装置中，用于监测变压器本体的第一油气分离单元和用于监测真空有载分接开关的第二油气分离单元分别独立运行，通过气路选择单元完成两者的分时切换共用一套气体检测单元，实现利用一套色谱检测单元分时复用完成变压器本体和真空有载开关两个油样的在线检测，解决了两套色谱检测组件成本高而一套则会造成混油的问题。

具体的：

如图1所示，电力变压器本体与真空有载分接开关一体化色谱在线监测装置内置于不锈钢外壳中，位于变压器和真空有载分接开关外部，监测装置包括：第一油气分离单元1(即变压器本体油气分离单元)、第二油气分离单元2(即真空有载分接开关油气分离单元)、气路选择单元3、色谱检测单元4、电源模块5和微处理单元6。由电源模块5为整个装置供电，通过第一油气分离单元1和第二油气分离单元2获得油中溶解气体的组分，通过气路选择单元3分时启动对变压器本体和有载开关的分离气体的选择，选择后气体进入色谱检测单元4，完成气体组份检测，最后由微处理单元6进一步数据处理，将采集到的数据传输到云平台，实现变压器本体和真空有载分接开关实时监测的目标。

需要说明的是，以下所述壳体、阀门、油样采集模块、油气分离模块、过滤模块指均适用于第一壳体和第二壳体、第一阀门和第二阀门、油样采集模块I和油样采集模块II、油气分离模块I和油气分离模块II；第一过滤模块和第二过滤模块。

如图2、图3所示，第一油气分离单元1和第二油气分离单元2结构类似，对称设置在监测装置中，第一油气分离单元用于分离变压器本体油中溶解气体，第二油气分离单元2用于分离真空有载分接开关油中溶解气体。

所述第一油气分离单元包括内置于6061铝合金壳体中的油样采集模块I和油气分离模块I，铝合金壳体具有第一进油口和第一出油口，第一进油口连通到所述油样采集模块I，所述油样采集模块I与所述油气分离模块I连通，所述油气分离模块I外接第一气路。

油样采集模块包括阀门和壳体，在本实施例中为截止阀和铝合金储存罐，变压器本体和真空有载分接开关的油路管道分别与第一进油口、第二进油口连接，在第一进油口和油样储存罐之间、第二进油口和油样储存罐之间加装截止阀，截止阀选用API截止阀。通过间断的控制阀门开关，实现定时采油，保证所取油样具有代表性和油路密封性良好，避免发生渗油漏油现象。将采集到的油样存入储存罐中，通过油管将储存罐与油气分离模块连通。

所述油气分离模块包括进油阀、真空脱气室和连接阀，控制进油阀将油样导入真空脱气室中，在50℃恒温状态下，从油中析出的气体在气泵的推动下对油样进行鼓泡，使油中溶解气体进一步分离，达到溶解平衡状态，在真空脱气室实现油气分离，打开连接阀将油样送去过滤模块。整个油气分离模块用6061铝合金封装，油气分离模块的出气口通过一根密封性良好的不锈钢管与气路选择单元的电磁阀相连，气路选择单元出口通过胶管与色谱检测单元的玻璃储气盒连通。

所述监测装置还包括过滤模块，所述过滤模块设置于油气分离模块和出油口之间。油样通过油样采集模块进入装置中，完成油气分离以后，利用高精度滤芯过滤技术，在油液净化装置泵出口的高压管路中加装若干个专用的精密滤芯式过滤器，过滤掉油样中的杂质后，重新将油样输入至变压器本体和真空有载分接开关中循环使用，即可实现全油循环。

所述第一进油口和第二进油口、第一出油口和第二出油口，用不锈钢管作为油管，其具有优良的耐油、耐热、耐老化性能、承压力高、脉冲性能优越、在压力下变形小、优良的耐曲绕性和耐疲劳性的优点。

如图4所示，气路选择单元3通过一个三通电磁阀和电磁阀控制回路，选择需要进行检测的分离后气体的组份，第一气路，第二气路分别用不锈钢管与第一油气分离单元和第二油气分离单元相连。

如图5所示，色谱检测单元内置6061铝合金中，用于检测7种不同气体的组分，所述气路选择单元的出气口与所述色谱检测单元连通。所述色谱检测单元包括检测七种不同气体的传感器和长方形的玻璃储气盒，在储气盒开七个口，将七个传感器的探头依次放入储气盒内部，将气体导入储气盒中，七种气体传感器通电工作，进而获得气体的组分含量。

如图6所示，微处理单元6包括数据处理模块61和数据传输模块62，所述色谱检测单元与所述数据采集模块电性连接。微处理单元将数据进一步优化处理，并将信号传输至云平台，具有体积小、重量轻和容易模块化的优点。其中，数据处理模块61，通过AD转换电路将变压器本体和真空有载分接开关中所获得的模拟信号转化成数字信号，进一步对数字信号优化处理；数据传输模块，采用光纤数据传输电路模块，将优化处理好的数据传输至云平台，实现实时监测的目的。

如图7所示本检测装置的检测流程为：

基于变压器本体或真空有载分接开关油样采集模块得到待检测油样；利用真空在线动态顶空脱气技术将油气分离，再通过多次补集等多重手段提升气样中特征气体的组分含量，提升脱气率；通过气路选择单元，分时选择需要分析的是电力变压器本体还是有载开关气样，通过色谱检测单元利用气体传感器对油中分离出的溶解气体组分高灵敏检测，获得油中溶解气体的组分含量；通过过滤模块在不消耗、不污染油的情况下，将油样过滤后重新输入变压器本体和真空有载分接开关中，无需排油，实现全油循环。

综上所述，本实用新型主要用于电力变压器本体与真空有载分接开关的实时监测，通过油气分离模块获得气体，过滤模块实现全油循环，AD转换电路对信号进行优化处理，通过数据传输电路将数据传输至云平台。该装置内置于不锈钢中，不易受到外界物理环境影响，具有尺寸小、成本低、便于组装的优点，可以满足变压器本体和真空有载分接开关的油中溶解气体的实时监测。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，包括：第一油气分离单元、第二油气分离单元、气路选择单元和色谱检测单元；

所述气路选择单元包括二位三通电磁阀和电磁阀控制模块，所述第一油气分离单元和第二油气分离单元通过所述二位三通电磁阀连通到所述色谱检测单元。

2.如权利要求1所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，所述气路选择单元包括壳体，所述二位三通电磁阀和电磁阀控制模块封装在所述壳体内，所述二位三通电磁阀与所述电磁阀控制模块电性连接，所述二位三通电磁阀设置有第一进气口、第二进气口和出气口，所述第一油气分离单元通过所述第一进气口与二位三通电磁阀连通，所述第二油气分离单元通过第二进气口与二位三通电磁阀连通，所述出气口与所述色谱检测单元连通。

3.如权利要求1所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，所述第一油气分离单元和第二油气分离单元结构相同，对称设置在监测装置中；所述第一油气分离单元包括内置于壳体中的油样采集模块I和油气分离模块I，壳体具有第一进油口和第一出油口，第一进油口连通到所述油样采集模块I，所述油样采集模块I与所述油气分离模块I连通，所述油气分离模块I外接第一气路。

4.如权利要求3所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，所述油样采集模块I包括阀门和壳体，变压器本体和真空有载分接开关的油路管道与第一进油口连接，所述阀门安装在所述油路管道上。

5.如权利要求3所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，所述油气分离模块I通过不锈钢管与所述气路选择单元连通。

6.如权利要求3所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，所述第一油气分离单元还包括过滤模块，所述过滤模块设置在油气分离模块I和第一出油口之间。

7.如权利要求1所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，所述色谱检测单元包括传感器和储气盒，在储气盒开七个口，将七个传感器的探头依次放入储气盒内部，将气体导入储气盒中。

8.如权利要求1所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，还包括微处理单元，所述微处理单元与第一、第二油气分离单元、气路选择单元、色谱检测单元电性连接；

所述微处理单元包括数据处理模块和数据传输模块，所述数据传输模块与所述数据处理模块电性连接。

9.如权利要求8所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块封装在铝合金外壳中，第一、第二油气分离单元、气路选择单元、色谱检测单元、微处理单元和电源模块电性连接。

10.如权利要求9所述的变压器本体与真空有载分接开关分时复用的监测装置，其特征在于，所述第一、第二油气分离单元、气路选择单元、色谱检测单元、微处理单元和电源模块封装在不锈钢外壳内。